(57)【要約】【課題】携帯性を損なうことなく良好な電池特性が得られる携帯機器用燃料電池を提供する。【解決手段】固体電解質膜11と、固体電解質膜を挟んで対向して設けられた液体燃料を酸化する触媒層12およびガス拡散層14を有するアノードと、酸素を還元する触媒層13およびガス拡散層15を有するカソードとを単位セルとして備え、保護カバー20A,20B内に単位セルを単数または面方向に複数配置してなる携帯機器用燃料電池において、カソード側の保護カバー20Aに開口し、かつ固体電解質膜11の周囲の間隙に連通する吸水口22を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質膜と、前記固体電解質膜を挟んで対向して設けられた液体燃料を酸化する触媒層およびガス拡散層を有するアノードと、酸素を還元する触媒層およびガス拡散層を有するカソードとを単位セルとして備え、保護カバー内に前記単位セルを単数または面方向に複数配置してなる携帯機器用燃料電池において、
カソード側の前記保護カバーに開口し、かつ前記固体電解質膜の周囲の間隙に連通する吸水口を有することを特徴とする携帯機器用燃料電池。
【請求項２】
さらに、前記単位セルに液体燃料を供給するための燃料貯蔵室と、この燃料貯蔵室に連通する燃料供給口と、前記吸水口が連通する水貯蔵室と、を具備し、
前記燃料供給口および前記吸水口は、液体燃料及び水を供給するための共用のカートリッジの各ノズルの形状にそれぞれ適合するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の携帯機器用燃料電池。
【請求項３】
前記カソードガス拡散層は親水性領域および撥水性領域を有し、前記カソードガス拡散層の反応面において前記撥水性領域が前記親水性領域中に分散して配置されていることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項記載の携帯機器用燃料電池。
【請求項４】
前記撥水性領域は、前記カソードガス拡散層の反応面において、前記カソードガス拡散層の厚みと同じか、またはそれより小さいピッチ間隔に配置されていることを特徴とする請求項３記載の携帯機器用燃料電池。
【請求項５】
前記吸水口から注入された水が、前記カソードガス拡散層と前記保護カバーとの間に設けられた微細孔あるいは挟隙機構を有する膜により、前記カソードガス拡散層を介して、全セルの固体電解質膜全面に、均一かつ速やかに供給されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の携帯機器用燃料電池。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の携帯機器用燃料電池に液体燃料および水を供給するためのカートリッジであって、
燃料貯蔵室と、
前記燃料貯蔵室から隔壁で仕切られた水貯蔵室と、
前記燃料電池の燃料供給口に適合する形状に形成され、かつ前記燃料貯蔵室に連通する第１のノズルと、
前記燃料電池の吸水口に適合する形状に形成され、かつ前記水貯蔵室に連通する第２のノズルと、
を具備することを特徴とするカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高濃度燃料を使用し、高温・乾燥状態で休止した後にも、常に良好な特性を示す携帯機器の動作に有効な平面形状の携帯機器用燃料電池、およびその燃料電池に液体燃料および水を補給するためのカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は，電池反応による生成物が原理的に水であり，地球環境への悪影響がほとんど無いクリーンな発電システムとして注目されている。
【０００３】
特に固体電解質膜を有し、液体燃料を使用する直接メタノール燃料電池（ＤＭＦＣ）は、携帯情報機器に最適な燃料電池として、その実用化が期待されている。
【０００４】
特に、（１）高いイオン導電性を有する固体電解質膜が開発されたこと、（２）固体電解質膜と同種あるいは異種のイオン交換樹脂で被覆した触媒担持カーボン微粒子を電極の触媒層の構成材料として使用し、触媒層内の反応サイトの３次元化が図られたこと、等によって発電特性が大きく向上した。
【０００５】
例えば特許文献１に記載された固体電解質燃料電池は、プロトン導電性を有する固体電解質膜と、上記イオン交換樹脂で被覆された触媒担持カーボン微粒子を有する触媒層と、触媒層に反応燃料を供給するとともに電荷を集電するガス拡散層とからなり燃料と水から電荷とプロトンを生成するアノードと、上記イオン交換樹脂で被覆された触媒担持カーボン微粒子を有する触媒層と、触媒層に酸素を供給するとともに電荷を伝導するガス拡散層からなりプロトンと酸素から水を生成するカソードとから形成されるＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）を構成の単位セルとして有し、周辺に液体燃料タンクを備え、単数または複数の単位セルを保護カバーで覆っている。触媒層内にはカーボン微粒子の二次粒子間または三次粒子間に形成される微小な細孔からなる空隙部が存在し、反応ガスの拡散経路として機能している。固体電解質膜は、十分な水が存在して初めてプロトンの高い導電性を示す性質を持つ。
【特許文献１】特許第３４１３１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の固体電解質燃料電池においては、固体電解質膜および触媒層中のイオン交換樹脂が乾燥した状態ではイオン伝導度が低下し、発電電圧が低下してエネルギー効率が低下するため、発電停止後に高温低湿度下で放置された後に、再度良好な発電特性を得るために，水を多量に含む低濃度の燃料を使用するか、高濃度の燃料を使用する場合は、系を開放とせずに水の蒸散を防ぎ、燃料ポンプ、送気ポンプ、燃料濃度センサー等の補助機構を使い、燃料を低濃度処理して供給する必要があった。
【０００７】
このため、低濃度の燃料を使用する場合は、燃料カートリッジが大型化することから携帯性が損なわれる。一方、高濃度の燃料を使用する場合は、燃料電池本体が補助機構のために大型化して携帯性が損なわれ、補助機構の稼働にエネルギーを必要とするため、十分な特性を得られないという問題がある。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、携帯性を損なうことなく良好な電池特性が得られる携帯機器用燃料電池を提供することを目的とする。
【０００９】
を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明に係る携帯機器用燃料電池は、固体電解質膜と、前記固体電解質膜を挟んで対向して設けられた液体燃料を酸化する触媒層およびガス拡散層を有するアノードと、酸素を還元する触媒層およびガス拡散層を有するカソードとを単位セルとして備え、保護カバー内に前記単位セルを単数または面方向に複数配置してなる携帯機器用燃料電池において、カソード側の前記保護カバーに開口し、かつ前記固体電解質膜の周囲の間隙に連通する吸水口を有する。
【００１１】
吸水口は、蓋およびフィルタ等を取り付けた水密構造とすることが好ましい。内部の水が漏れ出さないようにするとともに、外部からの異物の侵入を防止する必要があるからである。蓋は、水供給用ノズルが吸水口に差し込まれるとばね力に抗して開き、ノズルが吸水口から引き抜かれるとばね力で閉じる接触開閉方式のシャッタ構造とすることができる。
【００１２】
さらに、単位セルに液体燃料を供給するための燃料貯蔵室と、この燃料貯蔵室に連通する燃料供給口と、前記吸水口が連通する水貯蔵室と、を具備し、燃料供給口および吸水口は、液体燃料及び水を供給するための共用のカートリッジの各ノズルの形状にそれぞれ適合するように形成されていることが好ましい。
【００１３】
燃料電池に燃料を供給するカートリッジは、隔壁により内部が燃料貯蔵室と水貯蔵室とに仕切られ、燃料電池の特性を阻害する陽イオン等の不純物を含有しない水（例えば半導体製造分野で使用される純水）を液体燃料に比べて少量だけ貯蔵している。発電停止後に燃料電池が高温低湿度下で長時間放置された後に、カソード側の吸水口から水を注入することで、カソードガス拡散層を経由して、固体電解質膜を加湿することができ、高温低湿下での長期間にわたる放置後であっても、放置前と同様に燃料電池を良好にスタートアップさせることができ、再起動性に優れている。
【００１４】
本発明によれば、燃料として高濃度メタノールを利用でき携帯機器の小型・軽量化が実現されるとともに、再起動時に必要な水だけを供給するため、低濃度メタノールを使用した場合に問題となる連続稼働時の蒸気の排出量が微量に抑えられる。
【００１５】
また、カソードガス拡散層は親水性領域および撥水性領域を有し、カソードガス拡散層の反応面において撥水性領域を親水性領域中に分散配置させることが好ましい。この場合、撥水性領域は、カソードガス拡散層の反応面において、カソードガス拡散層の厚みと同じか、またはそれより小さいピッチ間隔に配置されていることが好ましい。親水性領域中に撥水性領域を微細に分散させた構造とすることにより、固体電解質膜が全体として均一に加湿され、アノード触媒およびカソード触媒表面の反応が均一に進行するようになるからである。
【００１６】
さらにまた、固体電解質膜とアノードおよびカソードで構成されたものを単位セルとし、単数あるいは複数の単位セルが平面積層された燃料電池において、カソード側から投入された水が、カソード拡散層と保護カバーとの間に設置された微細孔あるいは挟隙機構を有する膜が挿入されていることが望ましい。これにより、カソードガス拡散層に水が迅速かつ均一に各セルに供給され、ユニット間にバラツキの無い出力特性が実現される。
【００１７】
また、本発明は、上記の携帯機器用燃料電池に液体燃料および水を供給するためのカートリッジであって、燃料貯蔵室と、前記燃料貯蔵室から隔壁で仕切られた水貯蔵室と、前記燃料電池の燃料供給口に適合する形状に形成され、かつ前記燃料貯蔵室に連通する第１のノズルと、前記燃料電池の吸水口に適合する形状に形成され、かつ前記水貯蔵室に連通する第２のノズルと、を具備することを特徴とする。
【００１８】
このような液体燃料／水兼用のカートリッジを燃料電池と一緒に携行することにより、燃料切れのみならず固体電解質膜の乾燥にも対応することができ、燃料電池を円滑に再起動させることができる。なお、カートリッジと燃料電池の組み合わせにおいて、例えば、燃料供給用ノズルと燃料供給口の蓋体とを赤色とし、水供給用ノズルと吸水口の蓋体とを青色とするなどのように色分けし、液体燃料と水を間違って補給されないようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、高濃度燃料の使用により固体電解質膜が乾燥した状態で休止した後であっても、吸水口にカートリッジを差し込むだけで固体電解質膜に給水することができるので、常に良好な状態で電池特性を機能させることができる。このように簡易な方法により燃料電池の発電機能を維持・回復させることができるので、携帯電話、ノートパソコン、携帯ゲーム機などのモバイル機器の電源として有用性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付の図面を参照して本発明を実施するための種々の形態を説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）  
本発明の第１の実施の形態に係る燃料電池について図１を参照して説明する。
【００２２】
燃料電池１は、全体が保護カバー２０Ａ，２０Ｂで覆われ、内部に単位セルを有する。燃料電池１は、保護カバー２０Ａ，２０Ｂ側からシール部材１７，１８を介して内部の単位セルをボルト２８とナット２９で締め付けて一体化したものである。押え部材としてのシール部材１７，１８と複数本のスペーサ２５とによって燃料電池１の内部には種々のスペースや間隙が形成されている。それらのスペースや間隙のうち、例えばカソード側のスペースは水貯蔵室２６として用いられ、アノード側のスペースは燃料貯蔵室２７として用いられる。カソード側の保護カバー２０Ａには複数の細かな通気孔２４が形成され、水貯蔵室２６にそれぞれ連通している。
【００２３】
燃料電池の単位セルは、固体電解質膜１１、アノードおよびカソードを備えている。アノードとカソードは固体電解質膜１１を間に挟んで対向配置されている。アノードはアノード触媒層１２およびアノードガス拡散層１４を有する。アノード触媒層２は、ガス拡散層１４を介して供給される燃料を酸化して燃料から電子とプロトンとを取り出すものであり、触媒層１２とガス拡散層１４とが積み重ねられた積層構造をなしている。アノード触媒層１２は、例えば、触媒を含む炭素粉末により構成されている。触媒には、例えば、白金（Ｐｔ）の微粒子、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）あるいはモリブデン（Ｍｏ）などの遷移金属あるいはその酸化物あるいはそれらの合金などの微粒子が用いられる。但し、触媒をルテニウムと白金との合金により構成するようにすれば、一酸化炭素（ＣＯ）の吸着による触媒の不活性化を防止することができるので好ましい。
【００２４】
また、アノード触媒層１２は、後述する固体電解質膜１１に用いられる樹脂の微粒子を含むほうがより望ましい。発生させたプロトンの移動を容易とするためである。ガス拡散層１４は、例えば多孔質の炭素材料よりなる薄膜、具体的にはカーボンペーパー・カーボン繊維などにより構成されている。なお、ガス拡散層１４の端部に導通する負極リード１６ｂが外方に延び出している。
【００２５】
カソードはカソード触媒層１３およびカソードガス拡散層１５を有する。カソード触媒層１３は、酸素を還元して、電子とアノード触媒層１２において発生したプロトンとを反応させて水を生成するものであり、例えば上述のアノード触媒層１２・ガス拡散層１４と同様に構成されている。すなわち、カソードは、固体電解質膜１１の側から順に触媒を含む炭素粉末よりなるカソード触媒層１３と多孔質の炭素材料よりなるカソードガス拡散層１５（ガス透過層）とが積み重ねられた積層構造をなしている。カソード触媒層１３に用いられる触媒はアノード触媒層１２のそれと同様であり、アノード触媒層１３が固体電解質膜１１に用いられる樹脂の微粒子を含む場合があることもアノード触媒層１２と同様である。なお、カソードガス拡散層１５の端部に導通する正極リード１６ａが外方に延び出している。
【００２６】
固体電解質膜１１は、アノード触媒層１２において発生したプロトンをカソード触媒層１３に輸送するためのものであり、電子伝導性を持たず、プロトンを輸送することが可能な材料により構成されている。例えば、ポリパーフルオロスルホン酸系の樹脂膜、具体的には、デュポン社製のナフィオン膜、旭硝子社製のフレミオン膜、あるいは旭化成工業社製のアシプレックス膜などにより構成されている。なお、ポリパーフルオロスルホン酸系の樹脂膜以外にも、トリフルオロスチレン誘導体の共重合膜、リン酸を含浸させたポリベンズイミダゾール膜、芳香族ポリエーテルケトンスルホン酸膜、あるいは脂肪族炭化水素系樹脂獏などプロトンを輸送可能な固体電解質膜１１を構成するようにしてもよい。
【００２７】
アノードガス拡散層１４の固体電解質膜１１と反対側には、例えば、内部に形成された液体燃料貯蔵空間を有する燃料貯蔵室２７がアノードガス拡散層１４に隣接して設けられている。高濃度な液体燃料を使用することで、燃料電池体積効率が向上するとともに、燃料電池と一緒に携帯される燃料カートリッジの大きさと重量が小さく抑えられるという利点がある。シール部材１８を貫通する燃料供給口２１が燃料貯蔵室２７に連通し、燃料貯蔵室２７に液体燃料が供給されるようになっている。この燃料供給口２１には燃料供給口２１を閉鎖する蓋体（図示せず）が着脱可能に取り付けられている。燃料貯蔵室２７および蓋体は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン，ポリスチレン，ポリプロピレンあるいはポリカーボネートなどの液体燃料で膨潤等生じない硬質のプラスチックでつくられている。また、燃料貯蔵室２７および蓋体をステンレス鋼やニッケル金属などの耐食性に優れた金属材料とすることもできる。金属材料により燃料貯蔵室２７を構成する場合には、アノード触媒層１２とカソード触媒層１３とが短絡しないように燃料貯蔵室２７を配設するか、または短絡を防止するための図示しない絶縁部材を挿入する必要がある。また、ガス拡散層１４から負極リード１６ｂに電子を取り出すために、保護カバー２０Ｂからガス拡散層１４に向かって延び出す複数のスペーサ２５（突起構造）を設けることにより、発電エネルギーの効率よい利用が可能となる。また、負極リード１６ｂは多くの開口と間隙を有し、ガスの拡散を阻害しない形状とする。
【００２８】
燃料貯蔵室２７の内部には、液体燃料を含浸して保持する液体燃料含浸部材を充填する場合がある。液体燃料含浸部材として、例えば多孔質ポリエステル繊維、具体的にはユニチカ社製ユニベックス等が使用される。この液体燃料含浸部は，アノードガス拡散層２と燃料開口１０との間に配置され、燃料を適量アノードに供給する機能を有する。ポリエステル繊維以外にも、アクリル酸系の樹脂などの各種吸水性ポリマーにより構成してもよく、スポンジまたは繊維の集合体など液体の浸透性を利用して液体を保持することができる材料により構成する。本液体燃料含浸部は，本体の姿勢に関わらず適量の燃料を供給するのに有効である。なお、液体燃料としては、例えばメタノール水溶液、エタノール水溶液、プロパノール水溶液、ギ酸水溶液、ギ酸ナトリウム水溶液、酢酸水溶液、エチレングリコール水溶液などの水素を含む有機系の水溶液が用いられる。中でもメタノール水溶液は、炭素数が１で反応の際に発生するのが炭酸ガスであると共に、低温での発電反応が可能であり、産業廃棄物から比較的容易に製造することができるので好ましい。
【００２９】
カソード側の保護カバー２０Ａには、例えば間隙を介してカソードガス拡散層１５に外気を自然拡散により供給するための多数の通気孔２４が開口している。これらの通気孔２４は、外気が通過する開口を形成するが、外気の通過を阻害せずに、外部からカソードガス拡散層１５への微小あるいは針状の異物の浸入・接触を防止しうるような形状が工夫されている。
【００３０】
本実施の形態では、カソード側の保護カバー２０Ａの適所に吸水口２２を設けている。吸水口２２は、通気構造体としての固体電解質膜１１に水を補給するために水貯蔵室２６の適所に開口している。吸水口２２から注入された水は、水貯蔵室２６に溜まり、水貯蔵室２６から正極リード１６ａの孔を通ってガス拡散層１５をさらに通過して、固体電解質膜１１に到達する。なお、異物の浸入を防ぐために吸水口２２にフィルタ２３が取り付けられている。さらに、吸水口２２に図示しない蓋体を取り付けることにより水の蒸散を防止している。蓋体は、後述するカートリッジ３０の水供給用ノズル３６が吸水口２２に差し込まれるとばね力に抗して開き、ノズル３６が吸水口２２から引き抜かれるとばね力で閉じる接触開閉方式のシャッタ構造とすることができる。
【００３１】
このようにして構成された燃料電池１を下記の条件で発電し、セル電圧を確認した。高温低湿度下に放置後、カソード側より水を供給せずに動作させたものは、セル電圧が０．２Ｖで、３時間以上回復の兆候がみられなかった。一方、カソードに水を供給した後に、動作させたものは、セル電圧が０．４８Ｖとなり、ほぼ放置前と同じ出力が得られた。
【００３２】
（実験条件）  
セルの大きさ；  ３０×３０ｍｍ
電流密度    ；  ５０ｍＡ／ｃｍ2
セル温度    ；５０℃
燃料        ；９８．５％メタノール
放置条件    ；６０℃、３０％相対湿度、８時間放置
（第２の実施の形態）  
図２は本発明の第２の実施の形態に係る携帯機器用燃料電池に使用するカートリッジの断面構造の一実施例示したものである。燃料電池は、プロトン伝導性を有する固体電解質膜１１の特性から、陽イオンの進入により著しく特性を阻害される。カートリッジ３０は、全体の形状が紡錘状をなし、その長手方向の両端に第１及び第２のノズル３５，３６をそれぞれ備えている。カートリッジ３０の内部は隔壁３２によって燃料貯蔵室３３と水貯蔵室３４とに仕切られている。燃料貯蔵室３３には第１のノズル３５が連通し、水貯蔵室３４には第２のノズル３６が連通している。第１及び第２のノズル３５，３６には実質的に同じプッシュ開閉方式の弁体／弁座構造が採用されている。第２のノズル３６を吸水口２２に押し付けると、ノズル３６の流路が開口するとともに吸水口２２の蓋体が開き、カートリッジ側の水貯蔵室３４から吸水口２２を通って燃料電池側の水貯蔵室２６に水が注入される。同様に、第１のノズル３５を燃料供給口２１に押し付けると、ノズル３５の流路が開口するとともに燃料供給口２１の蓋体が開き、カートリッジ側の燃料貯蔵室３３から燃料供給口２１を通って燃料電池側の燃料貯蔵室２７に液体燃料が注入される。
【００３３】
発電停止放置後であっても、上記のようにカートリッジ３０を用いて吸水口２２から適量の水を注入し、固体電解質膜１１を加湿することができるので、燃料電池を容易に再起動させることができる。発電動作稼働後は、発電反応により生成水が形成され、高濃度燃料により発電動作は継続するため、カートリッジ３０に用意する水量は、液体燃料に比べて少量でよい。
【００３４】
このようにして単一のカートリッジを用いて液体燃料と水をそれぞれ燃料電池に補給することができる。
【００３５】
なお、カートリッジ３０と燃料電池との組み合わせにおいて、例えば、燃料供給用ノズル３５と燃料供給口２１の蓋体とを赤色とし、水供給用ノズル３６と吸水口２２の蓋体とを青色とするなどのように色分けして識別を容易化しておくと、液体燃料と水を間違って燃料電池に補給すること防止される。
【００３６】
（第３の実施の形態）  
第３の実施形態の携帯機器用燃料電池の断面構造は、図１に示した第１の実施形態と実質的に同一である。所望の特性をより速やかに得るために、図５に示すように、カソードガス拡散層１５に親水性領域１５ａおよび撥水性領域１５ｂを形成した。撥水性領域１５ｂは、ガス拡散反応面（図中の上面と下面）において親水性領域１５ａ中に海島状に分散配置させた。通常、カソード反応を速やかに進めるため、カソードガス拡散層１５は、ＰＴＦＥ溶液に浸漬させ、均一あるいは厚さ方向にＰＴＦＥの濃度勾配を形成した撥水性を持たせている。
【００３７】
撥水性領域１５ｂと親水性領域１５ａとの微細な海島状構造は、例えば、カーボンペーパー（厚さ０．３〜０．５ｍｍ）からなるガス拡散層の片面を真空吸引しながら、反対面から微小なインクジェットノズルを移動させながら四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）溶液の液滴をパルス状に吐出させていくことにより形成することができる。真空吸引されたＰＴＦＥ溶液がカーボンペーパーの表面から裏面まで浸透して撥水性領域１５ｂが形成される。なお、撥水性領域１５ｂのピッチ間隔はカーボンペーパーの厚みと同程度の０．３〜０．５ｍｍとすることが好ましい。実験から約５０％程度の面積を撥水性領域１５ｂとして確保できれば、特性に影響が無いことが確認できた。
【００３８】
本発明においては、水の透過性と酸素の透過性の両立が重要となる。通常、撥水性を持たせたガス拡散層は、カソード反応に十分な酸素を供給できるため、均一化を阻害しないよう微細に形成した撥水性領域１５ｂの形成は、反応速度を阻害することは無い。このように撥水性領域１５ｂと親水性領域１５ａとが混在するガス拡散層を用いることにより、さらに速やかに固体電解質膜１１を加湿し、乾燥放置前の特性を復帰できる。
【００３９】
（第４の実施の形態）  
次に、図３を参照して本発明の第４の実施形態について説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
【００４０】
本実施形態の燃料電池１Ａは、水貯蔵室２６内に水移送膜４２を備えている。水移送膜４２は、液体の毛管現象を利用できるスポンジまたは繊維集合体などからなり、カソード側から供給した水をカソードガス拡散層１５のほうに向けて均一かつ迅速に供給する機能を有するものである。このような水移送膜４２は正極リード１６ａに密着させて水貯蔵室２６内に設けることが好ましい。水移送膜４２から正極リード１６ａの孔を伝わって水が円滑に流下するようになるとともに、ある程度の保水性を確保して乾燥を軽減できるからである。なお、水移送膜４２には、例えばアクリル酸系の樹脂など吸水性ポリマーなども利用することができる。
【００４１】
（第５の実施の形態）  
次に、図４を参照して本発明の第５の実施形態について説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
【００４２】
本実施形態の燃料電池１Ｂは、平面内に複数配置された個々の単位セルに共有される水移送膜４４を水貯蔵室２６内に備えている。すなわち、共有の水移送膜４４によって一方の単位セルの水貯蔵室２６から他方の単位セルの水貯蔵室２６へ水平方向に水が移送されるとともに、水貯蔵室２６からカソードガス拡散層１５のほうへ垂直方向にも水が移送されるようになっている。水移送膜４４を複数の単位セルに共有させることにより、１箇所の吸水口２２から注入された水が、平面内に複数配置された個々の単位セルに対して速やかに分配され、大面積のカソードガス拡散層１５および固体電解質膜１１の全面にわたって加湿させることができる。
【００４３】
なお、図中の符号１９ａ，１９ｂ，…１９ｎは燃料移送路であり、各単位セルの燃料貯蔵室２７ａ，２７ｂ，…２７ｎは移送路１９ａ，１９ｂ，…１９ｎによって連通している。供給口２３から導入された液体燃料は、移送路１９ａ，１９ｂ，…１９ｎを順次通って各単位セルの燃料貯蔵室２７ａ，２７ｂ，…２７ｎに補給される。
【００４４】
以上、種々の実施の形態を挙げて説明したが、本発明は上記各実施の形態のみに限定されるものではなく、種々変形および組み合わせることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の携帯機器用燃料電池は、簡易な操作によって電池機能を維持・回復させることができるので、携帯電話、ノートパソコン、携帯ゲーム機などのモバイル機器に組み込んで用いられる電源として極めて利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態に係る携帯機器用燃料電池を示す断面模式図。
【図２】携帯機器用燃料電池に燃料又は水を供給するために用いられる本発明の実施形態に係るカートリッジを示す断面模式図。
【図３】本発明の他の実施形態に係る携帯機器用燃料電池を示す断面模式図。
【図４】本発明の他の実施形態に係る携帯機器用燃料電池を示す断面模式図。
【図５】カソードガス拡散層の一部を切りとって模式的に示す斜視図。
【符号の説明】
【００４７】
１，１Ａ，１Ｂ…燃料電池、
１１…固体電解質膜、１２…アノード触媒層、１３…カソード触媒層、
１４…アノードガス拡散層、
１５…カソードガス拡散層、１５ａ…親水性領域、１５ｂ…撥水性領域、
１６ａ…正極リード、１６ｂ…負極リード、
１７，１８…シール部材（押え部材）、
１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ…燃料移送路、
２０Ａ…カソード側保護カバー、
２０Ｂ…アノード側保護カバー、
２１…燃料供給口、
２２…吸水口、２３…フィルタ、
２４…通気孔、２５…スペーサ、２６…水貯蔵室、２７…燃料貯蔵室、
２８…ボルト、２９…ナット、
３０…カートリッジ、
３２…隔壁、３３…燃料貯蔵室、３４…水貯蔵室、
３５…第１のノズル（燃料供給用ノズル）、３６…第２のノズル（給水用ノズル）、
４２，４４…水移送膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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